[发明专利]一种长工作寿命热电池用复合隔膜的制备方法

说明书

本方案公开了电池技术领域的一种长工作寿命热电池用复合隔膜，由不同熔点体系的隔膜复合而成；还包括以下制备方法：步骤一：制备不同熔点体系电解质，步骤二：制备不同熔点体系隔膜，步骤三：将步骤二制得的不同熔点体系热电池用隔膜，选取其中的2～3种，按照一定的质量比共混，共混完成后，获得热电池用复合隔膜。本发明的复合隔膜及其制备方法可延长热电池的工作时间。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种长工作寿命热电池用复合隔膜的制备方法。

背景技术

热电池是一种热激活贮备电池，在常温下贮存时电解质为不导电的固体，使用时用电发火头或撞针机构引燃其内部的加热药剂，使电解质熔融成为离子导体而被激活的一种储备电池，贮存时间理论上是无限的，实际可测值达17年以上。由于输出比功率大、内阻小、使用温度范围宽、贮存时间长、激活迅速可靠、不需要维护，故而已发展成为现代化装备的理想电源。

输出比功率大是热电池相较于其它电池的主要优势之一，这是因为热电池激活后，内部温度可达到200℃～650℃，制备隔膜材料的熔盐在一定温度熔融后，具有很高的离子迁移速率，从而保证热电池的大功率输出。然而，相对于锂离子电池，热电池工作时间相对较短，一般很难超过2h。这是因为热电池用隔膜熔融温度为一固定的温度区间，一旦热电池热量散失后，内部温度低于热电池隔膜熔融区间，热电池隔膜就会快速凝固，隔膜内阻成指数型快速上升，热电池将不能进一步输出电能。而设计热量过高则会导致热电池热失控，发生短路，电池的安全性均受到挑战。

发明内容

本发明意在提供一种长工作寿命热电池用复合隔膜的制备方法，以解决现有热电池工作时间较短的问题。

本方案中的一种长工作寿命热电池用复合隔膜的制备方法，由不同熔点体系的隔膜复合而成，包括以下步骤：

步骤一：制备不同熔点体系电解质，(a)分别将不同熔点体系的共熔盐按照一定质量比分别混合后，置于不同的陶瓷坩埚中，加热至各自的熔融温度后，保温1h，(b)保温完成后将不同熔点体系的共熔液分别倒置于不同的干燥皿中，自然冷却30min，获得不同熔点体系的电解质，(c)将不同熔点体系的电解质置于粉碎机中粉碎，过筛，得到不同熔点体系电解质粉末；

步骤二：制备不同熔点体系隔膜，(a)将步骤一中制得的不同熔点体系的电解质粉末中分别掺入总质量10％的结核剂，混合均匀后得到不同熔点体系电解质混合物，(b)将不同熔点体系电解质混合物分别与吸附剂混合，机械搅拌下加热至一定的温度焙烧，焙烧完成后自然降温，粉碎过筛，得到不同熔点体系热电池用隔膜；

步骤三：将步骤二制得的不同熔点体系热电池用隔膜，选取其中的2～3种，按照一定的质量比共混，共混完成后，获得热电池用复合隔膜。

进一步，所述步骤一中不同熔点体系的共熔盐的二元体系质量比为(1～3)：(2～7)；三元体系质量比为：(1～5)：(2～7)：(1～7)；四元体系质量比为：(1～7)：(1～6)：(1～7)：(1～5)。

进一步，所述步骤一中不同熔点体系的共熔盐熔融温度分别为200℃、300℃、400℃、500℃中的至少两种。

进一步，所述步骤一中200℃共熔盐为LiNO₃、NaNO₃、KNO₃和RbNO₃中的2～4种组成的共熔盐。

进一步，所述步骤一中300℃共熔盐为CsBr、LiBr、LiI、LiCl和KBr其中的2～4种组成的共熔盐。

进一步，所述步骤一中400℃共熔盐为NaBr、KBr、KCl、LiF、LiCl、LiBr和LiI中的2～4种组成的共熔盐。

进一步，所述步骤一中500℃共熔盐为LiF、LiCl、LiBr和LiOH中的3～4种组成的共熔盐。